本公開涉及用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)，并且更具體涉及用于能夠通過(guò)將在發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的高溫廢熱利用并轉(zhuǎn)化成電能來(lái)改善現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的燃料效率的內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)：

近來(lái)，已經(jīng)開發(fā)出利用在車輛中產(chǎn)生的廢熱的使用熱電元件的熱電發(fā)電系統(tǒng)。然而，開發(fā)出的大部分用于車輛的熱電發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于排氣消聲器或排氣管。由于與在發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的燃燒熱相比，從排氣消聲器或排氣管發(fā)出的熱能相對(duì)少，所以就存在未實(shí)現(xiàn)高輸出值的限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開是為解決在現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問(wèn)題而做出的，同時(shí)本公開完整保留了由現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。

本公開的一方面提供了能夠有效循環(huán)在發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的燃燒熱的結(jié)構(gòu)。

本公開的另一方面提供了能夠利用商業(yè)化的熱電元件而不受應(yīng)用位置的約束的用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)。

本公開的技術(shù)目的不受限于上述技術(shù)目的，并且通過(guò)以下描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員經(jīng)清楚理解未提到的其他技術(shù)目的。

根據(jù)本公開示例性實(shí)施例，用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)包括：熱保護(hù)器(heat protector)，配置成覆蓋廢氣流動(dòng)的排氣歧管以吸收從所述排氣歧管發(fā)出的熱量；以及熱電模塊，配置成布置在所述熱保護(hù)器上以從由所述熱保護(hù)器吸收的熱能產(chǎn)生電能。

根據(jù)本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施例，用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)包括：熱電模塊，配置成布置在廢氣流動(dòng)的排氣歧管的吸入段與排氣段之間， 以吸收從所述排氣歧管發(fā)出的熱能；以及冷卻套，配置成從所述熱電模塊吸收熱能。

以下參考附圖描述實(shí)施例的細(xì)節(jié)。

附圖說(shuō)明

從以下結(jié)合附圖的具體實(shí)施方式中，本公開的以上目的和其他目的、特征及優(yōu)點(diǎn)將更顯而易見。

圖1為示出根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)布置在發(fā)動(dòng)機(jī)中的形式的透視圖。

圖2為根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的排氣歧管的透視圖。

圖3為根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)的透視圖。

圖4為根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)的左側(cè)視圖。

圖5為根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)的右側(cè)視圖。

圖6為根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)的截面圖。

圖7為示出從排氣歧管放出的熱能轉(zhuǎn)移到根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)的方框圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1：排氣歧管

3：吸入段

5：排氣段

10：熱電模塊

20：熱保護(hù)器

30：冷卻套

41：第一散熱器

42：第二散熱器

50：石墨片

60：介質(zhì)

具體實(shí)施方式

本公開的優(yōu)點(diǎn)和特征及實(shí)現(xiàn)它們的方法將參考附圖從以下詳細(xì)描述的示例性實(shí)施例中進(jìn)行闡明。

然而，本公開并非限于文中所公開的示例性實(shí)施例，而是將以各種形式實(shí)現(xiàn)。示例性實(shí)施例使得本公開的公開充分，并且經(jīng)提供使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員可易于理解本公開的范圍。因此，本公開將由隨附權(quán)利要求限定。相同的附圖標(biāo)記在整個(gè)說(shuō)明書中表示相同的元件。

在下文中，將參考附圖描述根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)。

圖1為示出根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)布置在發(fā)動(dòng)機(jī)中的形式的透視圖。圖2為根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的排氣歧管1的透視圖。圖7為示出從排氣歧管1放出的熱能轉(zhuǎn)移到根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)的方框圖。

參考圖1、圖2和圖7，根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)包括：熱保護(hù)器20，覆蓋排氣流動(dòng)的排氣歧管1以吸收從排氣歧管1發(fā)出的熱能；以及熱電模塊10(還參見圖6)，布置在熱保護(hù)器20上以從由熱保護(hù)器20吸收的熱能產(chǎn)生電能。

排氣歧管1為收集燃燒過(guò)的廢氣以通過(guò)排氣管排放收集的排氣的設(shè)備，其中排氣歧管1為連接到內(nèi)燃機(jī)排氣口的部件。

排氣歧管1由具有多個(gè)分支的歧管形成，以連接到多個(gè)燃燒室。

熱保護(hù)器20阻擋從排氣歧管1中發(fā)出的熱量，以保護(hù)車輛中的部件。熱保護(hù)器20覆蓋排氣歧管1以吸收熱能。

熱電模塊10包括借助于Seebeck效應(yīng)(賽貝克效應(yīng))通過(guò)熱能的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電能的熱電元件。所產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存在電池中。熱電模塊10通過(guò)從排氣歧管1發(fā)出的熱量產(chǎn)生電能。

圖3為根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)的透視圖。圖4為根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)的左側(cè)視圖。圖5為根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)的右側(cè)視圖。

參考圖3～圖5，熱保護(hù)器20包括與熱電模塊10接觸并且平坦地形成的傳熱板21、22、23、24、25和26。傳熱板21、22、23、24、25和26可由具有優(yōu)異導(dǎo)電性的金屬材料制成。傳熱板21、22、23、 24、25和26可具有包圍排氣歧管1的形狀。由于傳熱板21、22、23、24、25和26從排氣歧管1吸收熱量，所以對(duì)催化劑段的影響減小。

傳熱板21、22、23、24、25和26可設(shè)置成多個(gè)，并且通過(guò)將多個(gè)傳熱板21、22、23、24、25和26彼此連接形成熱保護(hù)器20。熱保護(hù)器20平坦地形成以便最大化與熱電模塊10的接觸面積。傳熱板21、22、23、24、25和26平坦地形成。

傳熱板21、22、23、24、25和26可設(shè)置成多個(gè)，并且多個(gè)傳熱板21、22、23、24、25和26包括：布置在排氣歧管1的吸入段3上的第一板21；布置在排氣歧管1的一部分上的第二板22；和第三板，與排氣歧管1的排氣段5相鄰地布置，使得第二板22布置在第一板21與第三板23之間，并且有角度地連接到第一板21和第三板23。第一板21、第二板22和第三板23傾斜布置。

根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的傳熱板21、22、23、24、25和26包括：布置在排氣歧管1的側(cè)面并且有角度地連接到第一板～第三板的側(cè)端部的第四板24。根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的傳熱板21、22、23、24、25和26包括：有角度地連接到第一板21的另一側(cè)端部并且布置在面向第四板24的面上的第五板25。根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的傳熱板21、22、23、24、25和26包括：有角度地連接到第二板22、第三板23和第五板25并且布置在面向第四板24的面上的第六板26。

熱電模塊10布置在第一板21～第六板26中的每一個(gè)板上。因此，第一板21～第六板26可具有完全包圍排氣歧管的上表面和側(cè)面的形狀。另外，由于第一板21～第六板26平坦地形成，所以與熱電模塊10接觸的部分可以最大化。進(jìn)一步地，多個(gè)熱電模塊10可布置成廢熱的吸收率(absorption rate)可增加。另外，通過(guò)調(diào)節(jié)第一板21～第六板26的面積和角度，可輕易地改變外觀和面積。

由于從傳熱板21～26發(fā)出的每單位面積的熱能通過(guò)改變外觀和面積而改變，所以可布置彼此具有不同規(guī)格的熱電模塊10。即，可改變熱保護(hù)器20以便適合于熱電模塊10的耐熱性。另外，通過(guò)附接高溫用的熱電模塊10可增加用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)效率。

圖6為根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)的截面圖。

再次參考圖6和圖7，根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā) 電機(jī)包括：從熱電模塊10吸收熱能的冷卻套(cooling jacket)30。

根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)包括：熱電模塊10，布置在排氣流動(dòng)的排氣歧管1的吸入段3與排氣段5之間以吸收從排氣歧管1中發(fā)出的熱能；和從熱電模塊10吸收熱能的冷卻套30。在冷卻套30中形成有冷卻劑流動(dòng)的冷卻通道。冷卻套30從熱電模塊10吸收熱能以促進(jìn)電能的形成。

根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)包括：設(shè)置在熱電模塊10與熱保護(hù)器20之間的第一散熱器(heat spreader)41；和布置在冷卻套30與熱電模塊10之間的第二散熱器42。

散熱器用來(lái)均勻地分散熱能。因此，散熱器將熱能均勻地供應(yīng)給熱電模塊10。第一散熱器41的尺寸大于第二散熱器42的尺寸。因此，可以防止由于在熱電模塊10的邊緣附近的冷卻所造成的溫度不均。另外，可確保用于與熱保護(hù)器20聯(lián)接的聯(lián)接部(coupling part)。

根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)包括：分別布置在第一散熱器41與熱電模塊10之間和在熱電模塊10與第二散熱器42之間的石墨片(graphite sheets)50。石墨片50使在界面處的傳熱阻力(heat transfer resistance)最小化并且吸收振動(dòng)。

根據(jù)本公開示例性實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)包括：介質(zhì)60，布置在熱保護(hù)器20與排氣歧管1之間以便調(diào)節(jié)熱能運(yùn)動(dòng)。通過(guò)將導(dǎo)熱材料填充或附接到熱保護(hù)器20，可控制罩的表面溫度。即，在附接低溫用的熱電模塊10的情況下，設(shè)置具有低熱導(dǎo)率的介質(zhì)60，而在附接高溫用的熱電模塊10的情況下，設(shè)置具有高熱導(dǎo)率的介質(zhì)60。

如上所述，根據(jù)本公開示例性實(shí)施例，可提供以下優(yōu)點(diǎn)。

第一，可有效回收在發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的燃燒熱。

第二，可利用商業(yè)化熱電元件而不不受應(yīng)用位置的約束。

第三，由于僅使用廢熱能，所以可最小化對(duì)催化段的活化溫度的影響。

本公開的效果并非限于上述效果，并且通過(guò)隨附權(quán)利要求，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)清楚理解未提到的其他效果。

盡管為例示性目的已經(jīng)公開了本公開的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚的是，在未背離如在隨附權(quán)利要求中所公開的該公開 的范圍和實(shí)質(zhì)的情況下，各種修改、添加和替換均是可能的。因此，此類修改、添加和替換也應(yīng)理解為落入本公開的范圍內(nèi)。